SE446969B - Sett att framstella ett flockningsmedel - Google Patents

Description

446 969 2 salt även konventionella tillsatsmedel, som t ex orga- niska retentionsmedel, såsom katjonisk stärkelse, polyakrylamid och polyetylenimin. Dessa sistnämnda medel tillsättes emellertid separat efter ovannämnda basiska salt.

Det är slutligen även känt inom papperstekniken att som flockningsmedel använda polymer aluminiumhydr- oxiklorid med den allmänna formeln Ala(on)b(so4)ccl3a_b_zc i form av en vattenhaltig, väsentligen mättad lösning.

Som exempel på värdena för a, b och c i ovanstående formel kan nämnas a 3 l3, b = 34 och c à l. Utöver vatten innehåller vätskan ca 20-30 vikt%, vanligen ca 27 vikt% fastämnen och företrädesvis ca 10,5 vikt% Al2O3, ca 5,4 vikt% Al, Ca 9,0 vikt% Cl och ca 2,5 vikt% S04. Väskans pH-värde är ca 2,6. Detta flockningsmedel tillverkas av firma AB EKOFLOCK, Sverige och säljes under varubenämningen EKOFLOCK.

Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma ett sätt att framställa ett i förhållande till den kända tekniken förbättrat flockningsmedel, vilket vid vatten- rening skapar effektiv utflockning av föroreningar och vilket vid pappersframställning är effektivt för fixering av limningsmedel och för retention av fyll- nadsmedel.

Detta ändamål uppnås genom att sulfatjoninnehâl- lande aluminiumpolyhydroxiklorid (i det följande för enkelhets skull kallad polyaluminiumklorid) bringas att reagera med minst en katjonisk polymer.

Uppfinningens närmare kännetecken framgår av de efterföljande patentkraven.

Såsom polyaluminiumkorid kan vid uppfinningen i princip användas varje sulfatjoninnehâllende alumi- niumpolyhydroxiklorid, t ex den enligt den ovannämnda DE patentskriften 29 07 354, men det föredrages alldeles Pl 446 969 3 speciellt att använda den polyaluminiumklorid som mark- nadsföres under benämningen EKOFLOCK. Det skall i detta sammanhang nämnas att man funnit det vara av vikt att polyaluminiumkloriden innehåller sulfatanjon. Saknas sulfatanjon, såsom t ex vid aluminiumpolyhydroxikloriden enligt den europeiska patentansökningen 0063812, uppnås inte effekten enligt uppfinningen.

Som katjonisk polvmer kan man vid uppfinningen i princip använda varje katjonisk polvmer, varvid med katjonisk polymerer avses alltifrån 100 % katjonaktiva polvmerer till sådana med en laddning av ca -5 mV. Det föredrages dock särskilt att såsom katjonisk polvmer använda en eller flera polvmerer som valts bland polv- akrvlamid, polyamidamin och polvetylenimin. De mest föredragna polymererna vid uppfinningen är polyakryl- amid och polyamidamin, och då speciellt den förstnämnda.

Mängden katjonisk polvmer som sättes till polyaluminium- kloridlösningen motsvarar allmänt ca 0,3-60 viktdelar, räknat på 100 viktdelar polyaluminiumklorid. 2 De polvakrvlamider som utnyttjas som katjonisk polvmer vid uppfinningen, har en molekvlvikt av upp till 17 x 106 och vanligen 1-17 x 106. De har vanligtvis formen av fastämnen, t ex i form av mikropärlor. Som exempel på lämpliga polyakrvlamider kan nämnas de som säljes unde varumärket PERCOL av firman Allied Colloids Limited, England, t ex PERCOL 63, PERCOL l40, PERCOL 292 och PERCOL 455. Den mängd polyakrylamid som sättes till polvaluminiumkloriden och bringas att reagera med denna uppgår till maximalt ca 8 viktdelar, räknat på 100 vikt- delar polvaluminiumklorid, eftersom större mängder ger en alltför hög viskositet. Det föredrages att tillsätta polyakrylamiden i en mängd av ca 0,35-2,0 viktdelar.

De polyamidaminer som utnyttjas som katjonisk polv- mer vid uppfinningen, har en molekvlvikt av ca 60 000 - l00 000. Dvlik polvamidamin förekommer som handelsvara normalt i form av en 20-30 vikt%-ig vattenlösning, vil- ken vid uppfinningen tillsättes i en mängd av ca 446 969 4 -200 viktdelar, räknat på 100 viktdelar polyaluminium- klorid, till polvaluminiumkloridlösnirgen för reaktion med denna. Det föredrages att tillsätta ca ll0-200 vikt- delar polyamidaminlösning. Räknat på ren polyamidamin tillsättes den i en mängd av ca 4-60 viktdelar, före- trädesvis 20-60 viktdelar per 100 viktdelar polvalumi- niumklorid, till den 20-30 vikt%-iga vattenlösningen av polyaluminiumklorid, dvs polyamidamin tillsättes normalt i en större mängd än polyakrvlamid. Som ett exempel på en katjonaktív polyamidamin kan nämnas den polyamidamin, som marknadsföres i form av en vatten- lösning under handelsbenämningen ARETIN av firma Kemijski Kombinat “Chromos“, Zagreb, Jugoslavien.

Såsom nämnts tidigare, kan även polyetyleniminer utnvttjas som den katjoniska polymeren vid föreliggande uppfinning. Polvetylenimin erhålles genom polymerisation av etylenimin i närvaro av H+, som verkar som katalvsa- tor. Polyetylenimin kan representeras med den allmänna formeln (-CHZCHZNH-)n. Under polvmerisationsreaktionen binds etyleniminen även i viss omfattning till sekundära en sidokedja och tertiära amino- har starkt katjonisk karaktär. aminogrupper, varigenom grupper erhålles, vilka Polyetvlenimin användes vid uppfinningen i mängder mot- svarande de som angivits för polyamidamin. Polyetvlenamin är på grund av hälsorisk mindre föredraget som katjonisk polvmer vid uppfinningen än polyakrylamid och polyamid- amin.

Det är ett viktigt drag hos uppfinningen att polv- aluminíumkloriden och den katjoniska polymeren inte tillföres separat, dvs tillsättes separat till en pappers- mäld eller till det vatten som skall renas, såsom skett vid den kända tekniken. Detta har nämligen inte befun- nits ge de framträdande resultat som erhålles vid upp- finningen. Inte heller uppnås de framträdande resul- taten enligt uppfinningen om polvaluminiumkloriden och den katjoniska polymeren endast blandas med varandra och därefter användes som flockningsmedel. I stället 446 969 är det enligt uppfinningen nödvändigt att polyaluminium- kloriden och den katjoniska polymeren först bringas att reagera kemiskt med varandra till bildning av en reaktionsprodukt, varefter man som flockningsmedel utnyttjar denna reaktionsprodukt.

Reaktionen mellan polyaluminiumkloriden och den katjoniska polymeren genomföres vid förhöjd temperatur under en förutbestämd tid. Allmänt genomföres reaktionen vid en temperatur från ca 80OC till reaktionsblandningens kokpunkt, vilken vanligen ligger vid 100-llOoC. Den föredragna reaktionstemperaturen är ca 96-98°C och mest föredraget är en temperatur av 97°C. Reaktionstiden är allmänt ca 2-4 h, vilket motsvarar den tid som erfordras för att man av den ursprungliga reaktionsblandningen, som utgöres av en vattenhaltig suspension, skall erhålla en väsentligen klar vätska. En reaktionstid av ca 3-4 h föredrages och ca 3 h är den för närvarande mest föredragna reaktionstiden.

Den kemiska reaktion som inträffar mellan polyalumi- niumkloriden och den katjoniska polymeren är för närvaran- de inte klarlagd, men såsom nämnts ovan, har man konsta- terat att reaktionsprodukten har helt andra och över- lägsna egenskaper jämfört med en komposition, som ut- göres av en fysisk blanding av komponenterna.

En av fördelarna med det enligt uppfinningen framställda flockningsmedlet är sålunda att det inte behöver tillsättas i lika stor mängd som konventionella flockningsmedel. Man har vid försök konstaterat att en så liten mängd som 1/3 av mängden konventionellt flockningsmedel är tillräcklig. Vidare kräver det enligt uppfinningen framställda flockningsmedlet inte ett lågt pH-värde för att fungera effektivt. Det op- timala pH-värdet för det enligt uppfinningen fram- ställda flockningsmedlet är 7-7,5, vilket skall jämföras med ett pH av 5,5 för konventionellt aluminiumsulfat.

Claims (6)

10 15 20 25 446 969 PATENTKRAV

1. -l. Sätt att framställa ett flockningsmedel, k ä n n e t e c k n a t därav, att en vattenhaltig suspension av sulfatjoninnehållande aluminiumpolyhydroxi- klorid med en fastämneshalt av 20-30 vikt% blandas med 0,3-60 viktdelar katjonisk polymer, räknat på 100 vikt- delar sulfatjoninnehållande aluminiumpolyhydroxiklorid, ocñ att blandningen upphettas under 2-4 h vid en tem- peratur, som varierar»från ca 80OC till blandningens kokpunkt.

2. Sätt enligt kravet l, därav, att den katjoniska polymeren väljes bland minst en av polyakrylamid, polyamidamin och polyetylenimin.

3. Sätt enligt kravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den katjoniska polymeren ut- göres av polyakrylamid, som tillsättes en mängd av upp till 8 viktdelar, räknat på 100 viktdelar sulfatjonin- nehållande aluminiumpolyhydroxiklorid_

4. Sätt enligt kravet 1 eller 2, t e c k n a t därav, att den katjoniska polymeren k ä n n e t e c k n a t k ä n n e - utgöres av polyamidamin, som tillsättes i en mängd av 4-60 viktdelar, räknat per 100 viktdelar sulfatjoninne- hållande aluminiumpolyhydroxiklorid.

5. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att blandningen upp- hettas vid en temperatur av 96-98°C.

6. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att blandningen upp- hettas under en tid av 3-4 h.